JPH059448Y2 - - Google Patents

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JPH059448Y2
JPH059448Y2 JP12731586U JP12731586U JPH059448Y2 JP H059448 Y2 JPH059448 Y2 JP H059448Y2 JP 12731586 U JP12731586 U JP 12731586U JP 12731586 U JP12731586 U JP 12731586U JP H059448 Y2 JPH059448 Y2 JP H059448Y2
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ceramic
ceramic valve
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Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この考案は、内燃機関用のセラミツクバルブの
取付構造の改良に関する。
[Detailed Description of the Invention] "Industrial Application Field" This invention relates to an improvement in the mounting structure of a ceramic valve for an internal combustion engine.

「従来の技術」 従来、内燃機関のバルブAのステム外周に環溝
Bを設け、コツターCの内壁に設けた凸部Dを係
合し、スプリングリテーナーEを介してスプリン
グFとともにバルブAを保持している。また、コ
ツターCの材質としては、比較的軽量な金属や合
金が使われているが、近年のエンジンの高性能化
に伴い、動弁系においては特に重要なバルブにセ
ラミツクを使用して、出力、燃費の向上、と騒音
の低減を図つている。
"Prior Art" Conventionally, an annular groove B is provided on the outer periphery of the stem of a valve A of an internal combustion engine, and a convex portion D provided on the inner wall of a cylinder C is engaged to hold the valve A together with a spring F via a spring retainer E. are doing. In addition, relatively lightweight metals and alloys are used as materials for Cottater C, but as engines have improved in performance in recent years, ceramics have been used in valves, which are particularly important in valve train systems, to increase output. , improving fuel efficiency and reducing noise.

「考案が解決しようとする問題点」 しかしながら、上記従来のバルブの取付構造に
おいて、バルブに金属を用いた場合、その材質の
有する熱や衝撃に対する強度との均衡上、それ程
の軽量化や騒音の低減を期待することができな
い。そのため、セラミツク等を用いると軽量化や
騒音の低減は比較的容易に達成されるが、セラミ
ツクの特有の性質である、端縁部への応力集中や
引張り強度に弱いという性質のため、例えば高回
転時におこり易いバルブサージングにより、バル
ブの支持部である、コツターと溝との係合部から
の破壊が生じるものである。そこで、この考案は
上記従来のもののもつ欠点を改善するものであ
り、セラミツクバルブを用い、容易に、確実に動
弁系の軽量化を達成し、しかも、セラミツク特有
の上記欠点を克服しようとするものである。
``Problems to be solved by the invention'' However, in the above-mentioned conventional valve mounting structure, when metal is used for the valve, it is difficult to reduce weight or reduce noise to a certain extent in balance with the strength of the material against heat and impact. No reduction can be expected. Therefore, weight reduction and noise reduction can be achieved relatively easily by using ceramics, etc., but due to the unique properties of ceramics, such as stress concentration at the edges and weakness in tensile strength, for example, Valve surging, which tends to occur during rotation, causes breakage at the engagement portion between the valve support and the groove. Therefore, this invention aims to improve the above-mentioned drawbacks of the conventional ones, and uses ceramic valves to easily and reliably achieve weight reduction of the valve train system, while also trying to overcome the above-mentioned drawbacks peculiar to ceramics. It is something.

「問題点を解決するための手段」 その第1の手段は、セラミツクバルブのステム
外周に環溝を設け、この環溝にリングを介し、そ
のリングがコツターの内周に設ける環溝を支持し
てなるセラミツクバルブの取付構造である。
"Means for solving the problem" The first means is to provide an annular groove on the outer periphery of the stem of the ceramic valve, insert a ring in this annular groove, and support the annular groove provided on the inner periphery of the valve. This is a mounting structure for ceramic valves.

その第2の手段は、リングがチタン又チタン合
金よりなる第1の手段のセラミツクバルブの取付
構造である。
The second means is a mounting structure for the ceramic valve of the first means in which the ring is made of titanium or a titanium alloy.

その第3の手段は、コツターの内周に設ける環
溝がセラミツクバルブ軸端側に開放している第1
の手段のセラミツクバルブの取付構造である。
The third means is that the annular groove provided on the inner periphery of the cylinder is open to the end of the ceramic valve shaft.
This is the mounting structure of the ceramic valve.

その第4の手段は、リングがチタン又チタン合
金よりなる第3の手段のセラミツクバルブの取付
構造である。
The fourth means is a mounting structure for the ceramic valve of the third means, in which the ring is made of titanium or a titanium alloy.

「作用」 上記構成をもつので、バルブステム外周に設け
た環溝とバルブを支持するコツター内周に設けた
溝にリングを装着することにより、上記バルブに
過負荷がかかつてもバルブのステムに設けた溝の
端縁部に集中する力はリングにより分散されるの
で、バルブの破損を防止することができる。
"Function" With the above structure, by attaching a ring to the annular groove provided on the outer circumference of the valve stem and the groove provided on the inner circumference of the valve that supports the valve, even if the valve is overloaded, the valve stem Since the force concentrated on the edge of the provided groove is dispersed by the ring, damage to the valve can be prevented.

この場合、リングを中空とすれば、リングが過
負荷時の応力を弾性変形により吸収緩和し、破損
防止作用が一層顕著となる。リングの材質として
は、チタン又はチタン合金を用いることが好まし
い。チタン合金はヤング率が通常の21000Kg/mm2
程度に比較し11000Kg/mm2と低く強度も引張で50
Kg/mm2以上である。ヤング率が低いことはステム
に設けた溝に対して接触性能が良好となり部分当
りや片当りを防止できる。また、強度は十分にあ
るので強度不足によるリングの塑性変形の懸念も
ない。更にリングを形状記憶合金で構成し、装着
時はリング内径をステムの環溝外径よりも大きく
変形させ、環溝の位置で形状記憶効果を利用して
内径を縮めて装着すれば、リングの形状がエンド
レスタイプとなり、切割部に対応するセラミツク
への応力集中が緩和される。
In this case, if the ring is hollow, the ring absorbs and relieves the stress caused by overload through elastic deformation, making the damage prevention effect even more remarkable. It is preferable to use titanium or a titanium alloy as the material for the ring. Titanium alloy has a normal Young's modulus of 21000Kg/mm 2
It has a lower tensile strength of 11000Kg/mm 2 compared to the average tensile strength of 50
Kg/ mm2 or more. A low Young's modulus means that the contact performance with respect to the groove provided in the stem is good, and it is possible to prevent partial contact or uneven contact. In addition, since the ring has sufficient strength, there is no concern about plastic deformation of the ring due to insufficient strength. Furthermore, if the ring is made of a shape memory alloy, the inner diameter of the ring is deformed to a greater extent than the outer diameter of the annular groove of the stem, and the inner diameter is shortened at the position of the annular groove using the shape memory effect. The shape is endless, which alleviates stress concentration on the ceramic corresponding to the cut.

更にコツターの内周に設ける環溝がセラミツク
バルブ軸端側に開放していると、組み立てが容易
になる。つまり、バルブスプリングをスプリング
リテーナーで押さえ、コツターを装着し、その後
リングをそれぞれの環溝にはめればよいからであ
る。
Furthermore, if the annular groove provided on the inner periphery of the cylinder is open toward the end of the ceramic valve shaft, assembly becomes easier. In other words, all you have to do is hold the valve spring with a spring retainer, attach the retainer, and then fit the rings into their respective annular grooves.

「実施例」 この考案を図に示す実施例により更に説明す
る。
"Example" This invention will be further explained with reference to an example shown in the drawings.

1はセラミツクよりなるバルブ、2はバルブス
プリングであり、バルブ1は、スプリングリテー
ナ3とコツター4により支承されこれをカム11
の作動とロツカーアーム10により上下動させら
れる。第2図はこの考案の実施例であり、まずバ
ルブ1のステム外周に環溝7を設けさらにコツタ
ー4端面部の同じく対応する位置にも環溝6を設
ける。この環溝6,7間に両方に当接するように
リング5を装着してなり、セラミツクよりなるバ
ルブ1のステムの環溝6の端縁部に応力が集中し
ても、リング5が適宜変形してバルブ1の環溝7
に過度の応力を与えないので、この部分の破損を
防止することができる。上記構造において、コツ
ター4をSCM435製、リング5を99%Ti製、バル
ブ1を94%窒化ケイ素焼結体製とし、単気筒50c.c.
のエンジンに適用し、アイドル12000rpmレー
シングを2万サイクル行つたが、バルブ1には全
く異常は認められなかつた。第3図は、上記リン
グ5を中空にしたもので、中空リング8を介して
セラミツクバルブ1のステムの環溝7とコツター
4に設けた環溝6とを連結するものであり、中空
による軽量化及び容易に中空リング8が変形しや
すくなることにより、バルブ1の衝撃を受けた場
合の耐久性の向上を達成することが出来さらにそ
の中空リング8を形状記憶合金で製作することに
より、高回転、高温時にバルブに過負荷がかかつ
ても、上記リング8が変形するだけで、過負荷が
消滅して定常状態になつた場合形状記憶合金のも
つ超弾性効果により原状に復帰でき、バルブを緊
密にスプリングリテーナーに支持するものであ
る。9はリング5に適宜設ける切割部であり、溝
6,7内への取付けを容易にするものである。
1 is a valve made of ceramic; 2 is a valve spring; the valve 1 is supported by a spring retainer 3 and a spring retainer 4;
It is moved up and down by the operation of the rocker arm 10. FIG. 2 shows an embodiment of this invention. First, an annular groove 7 is provided on the outer periphery of the stem of the valve 1, and an annular groove 6 is also provided at a corresponding position on the end face of the valve 4. The ring 5 is installed between the annular grooves 6 and 7 so as to be in contact with both, and even if stress is concentrated on the edge of the annular groove 6 of the stem of the valve 1 made of ceramic, the ring 5 deforms appropriately. and ring groove 7 of valve 1.
Since excessive stress is not applied to this part, damage to this part can be prevented. In the above structure, the cylinder 4 is made of SCM435, the ring 5 is made of 99% Ti, the valve 1 is made of 94% silicon nitride sintered body, and the single cylinder 50 c.c.
We applied this to an engine and ran 20,000 cycles of idle racing at 12,000 rpm, but no abnormality was found in valve 1. FIG. 3 shows the ring 5 made hollow, which connects the annular groove 7 of the stem of the ceramic valve 1 and the annular groove 6 provided in the heater 4 via the hollow ring 8. By making the hollow ring 8 more easily deformable, it is possible to achieve improved durability when receiving an impact from the valve 1.Furthermore, by making the hollow ring 8 from a shape memory alloy, it is possible to achieve high durability. Even if an overload is applied to the valve during rotation or high temperature, the ring 8 is only deformed, and when the overload disappears and the steady state is reached, the superelastic effect of the shape memory alloy allows the valve to return to its original state. It is tightly supported by a spring retainer. Reference numeral 9 denotes a cut portion appropriately provided in the ring 5 to facilitate installation into the grooves 6 and 7.

(考案の効果) 以上のとおりであるから、コツターとバルブス
テムの両方に溝を設け、その間に中実もしくは中
空のリングを介在させることで、セラミツクバル
ブのステムに設けた溝の端縁に応力が集中して
も、これを分散させてバルブの破損を防止するこ
とができ、そのためセラミツク使用による出力、
燃費及び騒音の低減化を向上させることのできる
優れた効果をもつものである。
(Effect of the invention) As described above, by providing grooves in both the valve stem and the valve stem, and interposing a solid or hollow ring between them, stress is applied to the edge of the groove provided in the stem of the ceramic valve. Even if it is concentrated, it can be dispersed to prevent damage to the valve.
It has an excellent effect of improving fuel efficiency and noise reduction.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの考案のバルブを取付けた状態を示
し、第2、第3図は、この考案の実施例の側面図
を示し、第4図はリング、第5図は従来例の側面
図である。 1……セラミツクバルブ、2……バルブスプリ
ング、3……スプリングリテーナー、4……コツ
ター、5……リング、6,7……環溝、8……中
空リング。
Figure 1 shows the valve of this invention installed, Figures 2 and 3 show a side view of an embodiment of this invention, Figure 4 shows a ring, and Figure 5 shows a side view of a conventional example. be. 1...Ceramic valve, 2...Valve spring, 3...Spring retainer, 4...Cotter, 5...Ring, 6, 7...Ring groove, 8...Hollow ring.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 (1) セラミツクバルブのステム外周に環溝を設
け、この環溝にリングを介し、そのリングがコ
ツターの内周に設ける環溝を支持してなるセラ
ミツクバルブの取付構造。 (2) リングがチタン又チタン合金よりなる実用新
案登録請求の範囲第1項記載のセラミツクバル
ブの取付構造。 (3) コツターの内周に設ける環溝がセラミツクバ
ルブ軸端側に開放している実用新案登録請求の
範囲第1項記載のセラミツクバルブの取付構
造。 (4) リングがチタン又チタン合金よりなる実用新
案登録請求の範囲第3項記載のセラミツクバル
ブの取付構造。
[Claims for Utility Model Registration] (1) Installation of a ceramic valve in which an annular groove is provided on the outer periphery of the stem of the ceramic valve, a ring is inserted into the annular groove, and the ring supports an annular groove provided on the inner periphery of the heater. structure. (2) The mounting structure for a ceramic valve as set forth in claim 1 of the utility model registration claim, in which the ring is made of titanium or a titanium alloy. (3) The mounting structure for a ceramic valve according to claim 1, wherein the annular groove provided on the inner periphery of the heater is open toward the end of the ceramic valve shaft. (4) The mounting structure for a ceramic valve as set forth in claim 3 of the utility model registration, in which the ring is made of titanium or a titanium alloy.
JP12731586U 1986-06-12 1986-08-21 Expired - Lifetime JPH059448Y2 (en)

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EP87305262A EP0249503B1 (en) 1986-06-12 1987-06-12 Ceramic valve arrangement
DE8787305262T DE3777456D1 (en) 1986-06-12 1987-06-12 ARRANGEMENT FOR CERAMIC VALVE.
DE3750632T DE3750632T2 (en) 1986-06-12 1987-06-12 Arrangement for ceramic valve.
EP90108358A EP0387922B1 (en) 1986-06-12 1987-06-12 Ceramic valve arrangement
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DE3751459T DE3751459T2 (en) 1986-06-12 1987-06-12 Arrangement for ceramic valve.

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